石英是一个聚合的硅-氧四面体。经红外光谱证明,石英粒子的断裂面有一层游离的硅醇基(≡SiOH)。这层硅醇基膜是由石英粒子的破损面与空气中水分子结合形成的一个有强氧化能力的表面或产生OH基团,这一基团通常称为硅烷醇基团。在矽肺发病的机制中,有人认为二氧化硅致纤维化能力与表面的硅烷醇基团有关。硅烷醇基团是产生矽肺免疫的活性部位,它可与体内组织中的物质形成氢键,进行氢的交换成电子传递,进而产生病理反应。另一方面,通过二氧化硅与巨噬细胞作用的研究,发现石英尘被巨噬细胞吞噬后,在细胞内形成吞噬体,胞浆内初级溶酶体增多,并与之结合成次级溶酶体以消化石英颗粒。由于石英表面的硅烷醇基团与溶酶体膜上的磷脂结合而破坏溶酶体膜的选择通透性,以致溶酶体膜破裂,各种水解酶释放入胞浆中,促使尘细胞变性、坏死,并释放出致纤因子及类脂因子,石英游离于肺组织内又被新的巨噬细胞吞噬。如此一再反复,这是矽肺纤维化的第一个环节。